Лекция №3

2.6.3 Дегазация сближенных угольных пластов (спутников) и вмещающих пород при их подработке, надработке

2.6.3.1 Основы теории дегазации спутников

Рассмотрим свиту пластов К₁-К₅, залегающих на глубине Н из которых разрабатывается пласт К₂. На указанной глубине пласт К₂выработан на пролете АВ на значительной площади. В произвольной точке «С», находящейся под невыработанной частью пласта К₂давление газа,меньше веса столба вышележащих пород, поэтому в этой зоне газ из пласта К₁не выделяется. В точке «Е», находящейся под выработанной площадью пласта К₂давление пород на пласт К₁падает до веса столба пород между пластами К₁К₂. Если это давление меньше давления газа в пласте К₁, газ постепенно переходит в свободное состояние, деформирует породы междупластья, в результате чего образуется полостьn₁в которой накапливается свободный газ. В полости давление газа постепенно нарастает, и если давление газа оказывается больше сопротивления пород междупластья то породы прорываются. Газ из спутника К₁через образовавшиеся трещины поступает в выработки пласта К₂.

Пласт К₃, залегающий выше разрабатываемого пласта К₂и находящийся ниже линии беспорядочного обрушенияКНпрактически полностью отдает газ в выработки пласта К₂Дегазация такого пласта скважинами не эффективна и не имеет смысла.

Рис.2.12 Схема дренирования спутников

Пласт К₄, залегающий в зоне плавных погибов с разрывом сплошности пород выше линии беспорядочного обрушения также может отдавать газ в выработки пласта К₂. Между спутником К₄и его почвой также образуется полость n₂. В случае, если сопротивление пород между спутником и границей обрушения меньше давления газа в полости n₂, газ прорывает эту толщу и поступает в выработки разрабатываемого пласта. Дегазация таких пластов достаточно эффективна.

Спутник К₅, который находится в зоне плавных прогибов без разрыва сплошности пород, частично разгружается от горного давления. Следовательно, газ, находящийся в угле из сорбированного состояния переходит в свободное и скапливается в полости n₃. По мере отработки пласта К₂и уплотнения пород в выработанном пространстве сплошность пород между спутником К₅и границей зоны обрушения может быть нарушена. Газ из спутника К₅будет поступать в выработки пласта К₂.

Практика показывает, что спутники, залегающие в почве разрабатываемого пласта, отдают газ, если расстояние от пласта до спутника не превышает 30-35 м.

Спутники, залегающие в кровле разрабатываемых пластов, дегазируются, если расстояние от пласта до спутника не свыше 60-70 кратной мощности разрабатываемого пласта.

2.6.3.2 Схемы дегазации сближенных угольных пластов и вмещающих пород

Интенсивная газоотдача из сближенных угольных пластов происходит в зоне частичной разгрузки, которая захватывает породы кровли и почвы на определенном расстоянии от разрабатываемого пласта. По восстанию и падению эта зона ограничивается углами разгрузки ψ, а по простиранию начинается на некотором расстоянии позади очистного забоя и продвигается вслед за ним. Угол между плоскостью напластования разрабатываемого пласта и граничной плоскостью начала разгрузки подрабатываемого массива, проведенной вдоль линии очистного забоя, составляет 50-85⁰ и зависит от крепости, мощности слоев и литологического состава пород.

Схемы дегазации спутников и пород пологого, наклонного и крутого падения весьма разнообразны. Скважины могут буриться из откаточной, вентиляционной выработки или одновременно из откаточной и вентиляционной, с разворотом или без разворота в сторону очистного забоя. Выбор схемы дегазации в каждом конкретном случае определяется горно-техническими параметрами отработки пластов и условиями проведения работ по дегазации. Однако во всех случаях необходимо определить параметры дегазации:

-места заложения скважин;

-углы заложения скважин;

-длину и диаметр скважин;

-диаметр дегазационного трубопровода и тип вакуум-насосов.

При дегазации подрабатываемых пластов необходимо учитывать то, что в подрабатываемой толще образуются 3 зоны; беспорядочного обрушения, прогибов пород с разрывом их сплошности, и прогибов без разрыва сплошности. Скважины необходимо заложить таким образом, чтобы они не были подработаны и функционировали длительное время.

ример

Определить угол заложения и длину дегазационных скважин для спутника К₄при отработке пласта К₁. Скважины бурятся из откаточного штрека без разворота в сторону очистного забоя. Схема к определению параметров скважин представлена на рис.2.13